Los residuos nucleares podrían empezar a reducirse con esta técnica ideada en Estados Unidos
Una investigación internacional explora combustibles capaces de resistir mejor la radiación, alargar la vida de los reactores y reducir la generación de residuos nucleares
La energía nuclear es una de las fuentes de electricidad con menos emisiones del planeta, pero arrastra un problema técnico clave: el combustible se degrada con el uso. En el interior de una central nuclear, cuyo reactor está sometido a radiación extrema y altas temperaturas, los materiales se expanden, se agrietan y acaban perdiendo rendimiento. Sin embargo, una solución parece que está en camino y tiene que ver con nanopartículas.
El blindaje del corazón de los reactores
El trabajo, liderado por investigadores de la Universidad de Mississippi y la Universidad de Idaho, ha sido publicado en la revista científica Advanced Materials Interfaces y explora cómo pequeñas partículas de nitruro de uranio, integradas dentro de combustibles metálicos, pueden mejorar su comportamiento dentro de los reactores de fisión.
Pero, ¿cuál es el problema para tener que acudir a esas nanopartículas? Cuando el reactor funciona, el combustible produce gases y otras sustancias que, si se desplazan libremente, empujan el material y lo deforman, afectando a la vaina protectora. Lo que proponen los investigadores es frenar ese proceso desde dentro.
Para lograrlo, han introducido en el combustible nanopartículas de nitruro de uranio, que funcionan como pequeñas trampas. Su papel es capturar esos gases y subproductos justo donde se generan, antes de que se acumulen en zonas más sensibles. Es como añadir miles de diminutos depósitos internos que absorben el problema antes de que se convierta en un fallo mayor.
Los estudios anteriores ya habían demostrado que estas nanopartículas podían formarse dentro del combustible sin destruir su estructura. Ahora, se ha comprobado que el contacto entre las nanopartículas y el metal es muy eficaz reteniendo los elementos que causan el deterioro. Como resultado, se obtiene un combustible que se degrada más despacio, mantiene mejor su forma y puede permanecer más tiempo dentro del reactor sin aumentar los riesgos.
Por tanto, a mayor resistencia, más aprovechamiento energético y menos necesidad de reemplazar el combustible antes de tiempo. Pero, ¿qué implica esto? Si el combustible puede permanecer más tiempo en funcionamiento, se extrae más energía de cada carga y se generan menos residuos nucleares. Además, una mayor durabilidad del combustible mejoraría la eficiencia de las centrales y ayudaría a que la energía nuclear gane peso en la transición energética.
Aun así, los investigadores subrayan que aún queda camino por recorrer. El siguiente paso será probar estos combustibles con nanopartículas en condiciones reales de reactor y evaluar su comportamiento a largo plazo. Después, vendrán años de desarrollo antes de una posible adopción comercial. No es una revolución inmediata, pero sí un primer paso hacia reactores más seguros, más eficientes y con menos residuos.